楊家林,章嘉麗,黃焰根
(東華大學化學化工與生物工程學院,上海 201620)
α-雜環(huán)取代胺類化合物用途十分廣泛,既可作為合成抗癌藥物的中間體[1],也可直接作為神經(jīng)類藥物[2]和金屬催化劑 Pd的配體[3]。目前,對該類化合物的α-位進行化學修飾制得含氟和雜環(huán)取代的衍生物報道較少,且方法單一,產率不高。
本課題組長期從事含氟胺類化合物的不對稱合成研究[4-5]。研究表明,在三氟甲基誘導效應作用下,α-三氟甲基醛亞胺的親核加成活性提高,從而可與不同的親核試劑加成制得含不同取代基的脂肪胺類化合物。這些胺類化合物活性較強,可作為合成前體[6-8]。
本文嘗試以2-甲基吲哚(1)為原料,在堿性條件下與α-三氟甲基醛亞胺(2)經(jīng)加成反應合成了關鍵中間體——含三氟甲基的(S)-叔丁基亞磺酰胺(3),收率95%,d/r>99/1;3脫除保護基得(S)-2,2,2-三氟-1-(2-甲基-1H-1-吲哚基)乙胺(4,Scheme 1),收率 97%,其結構經(jīng)1H NMR,13C NMR,19F NMR,F(xiàn)T-IR,EI-MS和 HR-EI-MS確證。4的合成,為類似化合物的合成探索提供參考。
Scheme 1
WRS-2A型熔點儀(溫度未校正);Bruker AV 400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內標);Nicolet 380 FT-IR型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片);Finnign-MAT-8430型質譜儀。
2按文獻[9]方法合成;其余所用試劑均為分析純。
(1)3的合成
氮氣保護下,在反應試管中加入1 197 mg(1.5 mmol)的 THF(5 mL)溶液,攪拌下于 -42℃注入 2.5 mol·L-1正丁基鋰 0.67 mL(1.67 mmol),滴畢,反應1 h(反應液變?yōu)榧t棕色);依次滴加2 214 mg(1.0 mmol)和 Ti(OPri)4284 mg(1.0 mmol)的 THF(5 mL)溶液,滴畢,反應至終點(TLC檢測)。加入飽和NH4Cl溶液10mL淬滅反應,用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取,合并有機相,用Na2SO4干燥,旋干溶劑后經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑A:V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=3∶1]純化得淡黃色固體3 338 mg,收率95%,m.p.108℃ ~110 ℃,[α]26D-21.8°(c 0.50,CHCl3);1H NMR δ:8.49(s,1H),7.58(dd,J=14.1 Hz,10.8 Hz,1H),7.35 ~7.20(m,1H),7.17 ~7.04(m,2H),5.06(qd,J=7.8 Hz,4.0 Hz,1H),3.93(d,J=3.8 Hz,1H),2.39(s,3H),1.33(s,9H);13C NMR(101 MHz)δ:135.33(d,J=8.7 Hz),134.62(d,J=5.9 Hz),125.78 ~ 125.72(d,J=11.0 Hz),121.71(d,J=18.8 Hz),120.41,118.44,56.79,55.36 ~ 53.94(m),22.42,11.96;19F NMR(377 MHz)δ:- 74.06(d,J=7.8 Hz);IR ν:3 398,3 264,2 969,1 663,1 460,1 064,744 cm-1;EI-MS m/z:355.1{[M+Na]+};HR-EI-MS m/z:Calcd for C15H19N2OSF3Na{[M+Na]+}355.106 8,found 355.106 2。
(2)4的合成
在三口瓶中加入3 178 mg(0.5 mmol),1,4-二氧六環(huán)2.0 mL和甲醇2.0 mL,攪拌使其溶解;加入 6 mol·L-1鹽酸 1.2 mL,于室溫反應 6 h。用 2 mol·L-1NaOH 溶液調至 pH 8.5,用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取,合并有機相,用 Na2SO4干燥,旋干溶劑后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑A)純化得淡黃色固體4 111 mg,收率97%,m.p.106℃ ~110 ℃,[α]26D-12.3°(c 0.25,CHCl3);1H NMR δ:8.10(s,1H),7.76(d,J=7.7 Hz,1H),7.35~ 7.25(m,1H),7.23 ~ 7.04(m,2H),4.71(q,J=8.1 Hz,1H),3.79 ~3.69(m,1H),2.43(s,3H),2.05(s,2H);13C NMR δ:135.23,134.02,126.73,126.73,121.55,119.99,119.45(d,J=1.6 Hz),110.55,67.09,51.60(q,J=31.5 Hz),12.12;19F NMR δ:-76.23(d,J=8.6 Hz);IR ν:3 401,3 064,2 925,1 617,1 458,1 156,747 cm-1;EI-MS m/z:228.1[M+];HR-EI-MS m/z:Calcd for C11H11N2F3[M+]228.087 9,found 228.087 4。
(1)2的合成
2在室溫下很活潑,遇酸極易分解,故合成后必須經(jīng)減壓蒸餾提純,并于-10℃密封保存。
(2)3的合成
用正丁基鋰作有機堿,脫除1的N-H,形成氮負離子與2進行親核加成反應合成了3,產率95%,d/r>99/1。3的19F NMR譜圖中僅在 δ-74.51處有單一的氟信號,結合文獻[5]分析,推測合成3的反應機理經(jīng)歷六元環(huán)過渡態(tài)(A,Chart 1)。大位阻的叔丁基處于e鍵,三氟甲基在其與硫原子孤對電子之間的斥力作用下,也處于e鍵,路易斯酸與叔丁基亞磺?;系腛和N配位,導致過渡態(tài)A形成。根據(jù)以上分析可知,3中新形成的手性中心為R構型。
Chart 1
此外,我們也考察了1和2的反應條件。實驗結果表明,采用K2CO3作堿,乙腈為溶劑,于室溫反應也可合成3,但產率略有下降(92%)。
(3)4的合成
研究表明[4],叔丁基亞磺酰基可在溫和條件下高效脫除,且不會影響手性中心構型。因此,實驗中3在6 mol·L-1HCl溶液中于室溫反應6 h,順利脫除叔丁基亞磺?;频?,收率97%,d/r>99/1。比旋光測試顯示無消旋現(xiàn)象發(fā)生。
在純化4的過程中我們發(fā)現(xiàn):與三氟甲基相鄰的氨基仍顯堿性,當pH<8.0時,純化得4·HCl;當 pH >8.0 時,純化得4。
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